DE69730246T2

DE69730246T2 - Verfahren zur herstellung von diamantschichten mittels gasphasensynthese

Info

Publication number: DE69730246T2
Application number: DE69730246T
Authority: DE
Inventors: Alexandr Tursunovich Rakhimov; Mikhail Arkadievich Timofeev; Nikolaiy Vladislavovich Suetin; Valentin Akimovich Tugarev
Original assignee: OOO "VYSOKIE TEKHNOLOGII"; OOO VYSOKIE T MOSKAU MOSKVA
Current assignee: OOO "VYSOKIE TEKHNOLOGII"; OOO VYSOKIE T MOSKAU MOSKVA
Priority date: 1997-04-16
Filing date: 1997-04-16
Publication date: 2005-08-04
Anticipated expiration: 2017-04-17
Also published as: WO1998046812A1; EP0989211A4; AU2716797A; EP0989211B1; DE69730246D1; JP2002501469A; EP0989211A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Diamantschicht mittels Gasphasensynthese (chemical vapour deposition), aufweisend die Aufrechterhaltung einer Gleichstrom-Glimmentladung in einem Strom aus Wasserstoff in einem Entladungsspalt zwischen einer Kathode und einer Anode, das Erhitzen eines Substrates auf die Abscheidungstemperatur, das Zumischen von kohlenstoffhaltigem Gas in den Strom aus Wasserstoff, die Abscheidung einer Diamantschicht in der Mischung aus Wasserstoff und dem kohlenstoffhaltigen Gas, und die Entfernung der überschüssigen Graphitphase in einer Entladung in dem Wasserstoffstrom.
Verschiedene Verfahren zur Abscheidung von Diamantschichten auf einem Substrat sind bekannt. Beispielsweise schlagen V. I. Konov et al., "D. C. Arc Plasma Deposition of Smooth Nanocrystalline Diamond Films", in: Diamond and Related Materials 4 (1995), Seiten 1073 bis 1078 eine Gasphasensynthese (Chemical vapour deposition) unter Verwendung eines Gleichstrom-Bogenplasmas vor. Der Zweck dieses Typs an Abscheidung ist das Schaffen einer Diamantschicht zur Verwendung als harte, schützende und reibungsmindernde Beschichtung und als isolierende oder halbleitende Schicht in elektronischen Geräten.
Aus "Diamond based field emission flat panel displays" in: Solid State Techn. (1995), Mai, Seite 71, ist ein Verfahren bekannt, eine amorphe Diamantschichtabscheidung auf einem kalten Substrat mittels Laserabtragung aus einer Kohlenstoffplatte vorzunehmen. Dieses Verfahren ist jedoch ziemlich kompliziert und kostspielig und hat nur eine begrenzte Möglichkeit zum Skalieren. Es ergibt auch nur eine niedrige Dichte von Emissionsstellen (in der Größenordnung von 10⁷ pro m² bei Feldern von 20 V/μm), was offensichtlich für das Herstellen eines Vollfarbenmonitors mit 256 Helligkeitsstufen unzureichend ist, siehe "Field Emission Characteristics Requirements for Field Emission Displays", in: 1994 Int. Display Res. Conf., Soc. for Information Displays, Oktober 1994.
V. M. Polushkin et al., schlagen in "Diamond Film Deposition by Downstream D. C. Glow Discharge Plasma Chemical Vapour Deposition", in: Diamond and Related Materials 3 (1994), Seiten 531 bis 533 ein Gasphasensyntheseverfahren zum Bilden von Diamantschichten vor, welches das Aufrechterhalten einer Gleichstrom-Glimmentladung in einer Wasserstoffströmung durch einen Spalt zwischen einer Kathode und einer Anode, das Aufheizen des Substrates bis zu einer Abscheidungstemperatur, das Zumischen von kohlenstoffhaltigem Gas in die Strömung und die Abscheidung einer Diamantschicht in einer Mischung aus dem Wasserstoff mit dem kohlenstoffhaltigem Gas und das Entfernen des Graphitüberschusses in der Entladung in einer Wasserstoffströmung vorsieht. Die Entladestromdichte beträgt etwa 10000 A/m², die Substrattemperatur erreicht einen Wert von ungefähr 1000°C. Die Abscheidung wird in einer Gasströmung mit einer Wasserstoff-Methanmischung bei einer Methankonzentration innerhalb des Bereiches von 0,3 bis 3% durchgeführt. Bei derartigen Parametern besitzen Diamantschichten eine polykristalline Struktur mit einer Mikrometergröße der Kristalle.
Eine Grundlage zur Verwendung von Diamantmaterialien als Kaltelektronenemitter ist die negative Elektronenaffinität, die der Diamant besitzt, vergleiche F. J. Himpsel et al., in: Phys. Rev., B 20 (2) 624 (1979). Allerdings haben die vorbeschriebenen Diamantschichten keine Emissionseigenschaften, die für die Herstellung einer Kathode eines Vollfarbenmonitors ausreichend ist, da ihre Emissionstellendichte nicht größer als 10⁷ pro m² (1000 pro cm²) ist, vergleiche A. Feldman et al (Herausgeber), "Application of Diamond Films and Related materials", in: Third Internatioal Conference NIST Special Publication 885, Seite 37, Seite 61, während es erforderlich ist, mehr als 10⁹ Emissionsstellen pro m² (100000 pro cm²) zu haben.
Bis jetzt blieben alle Versuche zur Erzeugung eines hoch effektiven Elektronenemitters auf der Grundlage einer polykristallinen Diamantschicht ohne Erfolg, insbesondere aufgrund des niedrigen Wertes der Emissionsstellendichte, vergleiche A. Feldman et al., vorstehend zitiert.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer Diamantschicht vorzuschlagen, die eine effektivere Elektronenemissionseigenschaft besitzt.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Substrat auf eine Temperatur von 700°C bis 900°C aufgeheizt wird, dass die Abscheidung der Diamantschicht bei einer Stromdichte von 3000 bis 20000 A/m² (0,3 bis 2 A/cm²) vorgenommen wird, und dass die Abscheidung der Diamantschicht bei einer Konzentration des kohlenstoffhaltigen Gases in der Gasströmung von 3 bis 10% erfolgt.
Mit diesem Verfahren wird es möglich, hocheffektive Schichten für die Feldemission von Elektronen zu bilden, welche bei der Herstellung von Flachbildschirmanzeigen, in der Elektronenmikroskopie, bei der Mikrowellenelektronik und bei einer Anzahl von weiteren Anwendungsfällen verwendet werden können. Daher ist das angezeigte Ziel der Herstellung von Diamantschichten mittels Gasphasensynthese erreicht.
Das kohlenstoffhaltige Gas ist vorzugsweise Methan bei einer Konzentration in der Gasströmung zwischen 3% und 8%.
Bevorzugt wird auch die Abscheidung der Diamantschicht auf einem Substrat vorgenommen, das auf einem geerdeten oder isolierten Substrathalter außerhalb des Entladungsspaltes in einer Entfernung zwischen 0,1 mm und 5 mm von der Anode platziert ist, und dass die Anodentemperatur zwischen 1200°C und 2000°C und die Methankonzentration in der Gasströmung zwischen 3% und 8% liegt, bis die gewünschte Schichtdicke erreicht ist.
In diesem Falle wird es besonders bevorzugt, wenn die Abscheidung auf einem dielektrischen oder leitfähigen Substrat vorgenommen wird.
Es wird außerdem bevorzugt, dass die Anode aus einem Molybdändraht von 0,1 mm bis 1 mm Dicke hergestellt wird, der ein Gitter mit Abständen zwischen 1 mm und 3 mm bildet.
Alternativ oder zusätzlich wird die Abscheidung der Diamantschicht auf einem leitfähigen Substrat durchgeführt, das auf einer Anode bei einer Methankonzentration in der Gasströmung zwischen 3% und 8% platziert ist, bis die gewünschte Schichtdicke erreicht ist.
Außerdem wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Abscheidung der Diamantschicht auf einem Siliziumsubstrat erfolgt, in welchem vor der Schichtabscheidung ein vorhandenes Oxid aus der Substratoberfläche in einer Wasserstoffströmung entfernt wird, dass dann eine Siliziumcarbidschicht während 10 bis 20 Minuten auf der Substratoberfläche aufgrund der Zumischung von 7% bis 12% von Methan in die Gasmischung gebildet wird, und dass die Abscheidung der Diamantschicht dann sequentiell bei einer Methankonzentration in der Gasströmung zwischen 3% und 8% durchgeführt wird, bis die gewünschte Schichtdicke erreicht ist.
Dieses Verfahren wird vorzugsweise so durchgeführt, dass die Entfernung des vorhandenen Oxides während 10 bis 20 Minuten in einer Wasserstoffströmung bei einer Entladestromdichte von 3000 bis 20000 A/m² (0,3 bis 2 A/cm²) vorgenommen wird. Alternativ oder zusätzlich kann das Bilden der Siliziumcarbidschicht bei einer Entladestromdichte von 3000 bis 20000 A/m² (0,3 bis 2 A/cm²) erfolgen.
Ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung wird durch die 1 bis 4 gegeben, in denen
1 eine Skizze einer Vorrichtung zur Verwendung bei der Gasphasensynthese (chemical vapour deposition) gemäß diesem Verfahren ist,
2 die Platzierung eines Substrates unter der Anode zeigt,
3 die Platzierung zeigt, wenn die Substrate auf der Anode sind,
4 ein aufgezeichnetes Bild eines Elektronenmikroskops der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren abgeschiedenen Diamantschicht zeigt.
Beispiele zur Durchführung dieser Erfindung werden im Folgenden gegeben. Die Experimente werden mit einem Aufbau durchgeführt, der schematisch in 1 gezeigt ist, und der eine Leistungsquelle 1, einen Ballastwiderstand 2, eine vorzugsweise aus Molybdän bestehende Kathode 3, Gasleitungen 5, eine Anode 6 und einen Substrathalter 7, ein Substrat 8, Vakuumpumpen 9 und eine Reaktionskammer 10 aufweist.
Die Kammer 10 wird durch die Vakuumpumpen 9 ausgepumpt, bis das gewünschte Vakuum in der Kammer erreicht ist. Dann wird Wasserstoff der Kammer durch eine der Gasleitungen 5 zugeführt. Die Gleichstrom-Leistungsversorgungsquelle 1 stellt eine elektrische Spannung der Kathode 3 über den Ballastwiderstand 2 für den Durchschlag und das Aufrechterhalten der Entladung zur Verfügung.
Das Substrat wird auf die gewünschte Temperatur (700°C bis 900°C) aufgeheizt. Falls die Substrattemperatur unterhalb 700°C liegt, wird nur eine Graphitphase abgeschieden; bei Temperaturen oberhalb von 900°C würden die Diamantschichten polykristalline Strukturen mit einer Mikrometergröße der Kristalle besitzen.
Eine andere Gasleitung 5 wird verwendet, um ein kohlenstoffhaltiges Gas bei einer Konzentration in dem Bereich von 3 bis 10° zu der Gasströmung durch ein Puffervolumen 4 zuzuführen. Die Diamantschicht wird bei einer Entladungsstromdichte von 3000 bis 20000 A/m² (0,3 bis 2 A/cm²) abgeschieden. Es gibt eine Entladungsinstabilität unter den Entladungsstromdichten, die größer sind als 20000 A/m². Eine Stromdichte von weniger als 3000 A/m² reicht nicht für die gewünschte Gasaktivierung aus.
Falls die Konzentration des kohlenstoffhaltigen Gases niedriger als 3% ist, besitzt die aufwachsende Schicht ungenügende Emissionseigenschaften, falls die Konzentration größer als 10% ist, wächst ein Graphitfilm auf. Nachdem die Schicht abgeschieden ist, wird der Gaszustrom wiederum nur noch aus Wasserstoff bestehen. Dies ist ein Schritt zum Tempern für das Entfernen einer Graphitschicht aus der Substratoberfläche.
Die Erfindung gibt die Möglichkeit, eine Abscheidung auf sowohl dielektrischen als auch leitfähigen Substraten durchzuführen, wie auch auf Siliziumsubstraten, die eine gute Leitfähigkeit bei dem angegebenen Temperaturbereich besitzen. Bei der Abscheidung auf außerhalb des Entladungsspalts (2) platzierten dielektrischen oder leitfähigen Substraten wird die Anode vorzugsweise als ein Gitter hergestellt und das Substrat wird unter der Anode "stromab" auf einem geerdeten oder isolierten Substrathalter außerhalb des Entladungsspalts platziert.
Die Anode 6 wird vorzugsweise in der Form eines Molybdängitters aus einem Draht von ungefähr 0,1 mm bis 1 mm Durchmesser und mit einem Abstand von 1 mm bis 3 mm aufgebaut. Die Anode 6 wird aufgrund der Anforderungen der hohen Temperatur-Widerstandsfähigkeit von bis zu 2000°C, der geringen Zerstäubbarkeit und der chemischen Aktivität in der Strömung aus Wasserstoffgas und kohlenstoffhaltigem Gas in der Form eines Gitters aus einem Molybdändraht hergestellt.
Eine aus einem Draht von weniger als 0,1 mm Durchmesser hergestellte Anode erlaubt es nicht, die gewünschte Stromdichte passieren zu lassen. Die Herstellung einer Anode in der Form eines Gitters aus einem Draht von mehr als 1 mm Durchmesser erlaubt es nicht, bis zu einer Temperatur von ungefähr 1200°C aufgeheizt zu werden. Ein Abstand von weniger als 1 mm führt zu einer zu großen Abschattung eines Substrates, und Abstände von mehr als 3 mm führen zu einer fehlenden Gleichmäßigkeit.
Ein Aufheizen einer Anode auf eine Temperatur von weniger als 1200°C führt nicht zu einer zusätzlichen thermischen Aktivierung der Gasmischung und ein Aufheizen einer Anode auf eine Temperatur oberhalb von 2000°C führt zu einer Karbidisierung der Drähte.
Der Substrathalter 7 mit dem Substrat 8 wird unter der Gitteranode 6 (2) in einem Abstand von 0,1 mm bis 5 mm platziert. Das Platzieren auf einem Substrathalter bei einer Entfernung von weniger als 0,1 mm Abstand von der Anode leidet an einer schlechten Herstellbarkeit und das Platzieren des Substrathalters in einer Distanz von mehr als 5 mm führt zu entweder der Abscheidung einer Graphitphase oder zu keiner Abscheidung von irgendeiner Schicht.
Das Gitter und der Substrathalter sind geerdet. Das Substrat ist Silizium, das zuvor mit einem der Standardverfahren behandelt wurde, um die Dichte der Kristallisationskerne zu erhöhen. Die Leistungsversorgungsquelle sollte einen Strom von 1 A bis 10 A bei einer Spannung von 500 Volt bis 1000 Volt aufrechterhalten. Die Abscheidungstemperatur beträgt 700°C bis 900°C.
Das Abscheidungsverfahren auf einem Siliziumsubstrat schließt die folgenden Schritte ein: Die Kammer wird auf einen Druck von 13 mPa bis 130 mPa (10^–4 bis 10^–5 Torr) ausgepumpt. Dann wird Wasserstoff in die Kammer bei einem Druck zwischen ungefähr 7 kPa (50 Torr) und ungefähr 40 kPa (300 Torr) eingebracht. Die gewünschte Spannung für den Durchschlag und die Aufrechterhaltung der Entladung wird zugeführt. Das Substrat wird auf die gewünschte Temperatur aufgeheizt.
Die Siliziumoxidschicht wird während 10 bis 20 Minuten entfernt. Dies geschieht vorzugsweise mit Wasserstoff in der Kammer bei einer Entladungsstromdichte in der Größenordnung von 3000 bis 20000 A/m² (0,3 bis 2 A/cm²).
Dann wird das Methan der Gasströmung zugegeben, um eine Methankonzentration zwischen etwa 7% und etwa 12% zu erreichen, und eine Siliziumcarbidschicht wird während 10 bis 20 Minuten gebildet. Diese Schicht erhöht die Adhäsion der Diamantschicht am Siliziumsubstrat. Außerdem verbessert diese Schicht das Einführen von Elektronen aus dem Siliziumsubstrat in die Diamantschicht. Im Falle einer Diamantschichtabscheidung auf einem Siliziumsubstrat wird die gewünschte Dicke der Siliziumcarbidschicht nicht erreicht, falls die Methankonzentration in der Gasströmung niedriger ist als 7%. Falls die Methankonzentration höher ist als 12% gibt es eine Entladungsinstabilität. Die Zeitdauer des Wachstums der Carbidschicht wird durch die Wachstumsgeschwindigkeit und die gewünschte Dicke bis zu ungefähr mehreren Teilen eines Mikrometers festgelegt.
Dann wird die Methankonzentration in der Gasmischung auf zwischen etwa 3% und etwa 8% reduziert. In dieser Stufe gibt es ein Wachstum der Diamantschicht mit einer Geschwindigkeit zwischen ungefähr 10 μm/Stunde und ungefähr 20 μm/Stunde. Es hat sich gezeigt, dass das Methan als ein kohlenstoffhaltiges Gas den Schichten die besten Emissionsparameter gibt. In diesem Fall sollte die Methankonzentration nicht höher als 8% sein. Nachdem die Schicht bis zu der gewünschten Dicke (ungefähr mehrere Mikrometer) abgeschieden ist, besteht der Gaszustrom wiederum nur noch aus Wasserstoff. Dies ist ein Schritt der Temperung während 5 bis 10 Minuten zum Entfernen einer Graphitschicht aus der Substratoberfläche.
Unter Bezugnahme auf 4 wird ein aufgezeichnetes Bild eines Elektronenmikroskops der Oberflächentopographie einer Probe aus einer mit dem erfindungsgemäßen Verfahren abgeschiedenen nanokristallinen Diamantschicht gezeigt.
Dieser Umstand wurde auch durch die Untersuchung mittels aufzeichnender Tunnelmikroskopie bestätigt. Röntgenstrahlen-Brechungsdaten für eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte, nanokristalline Probe führten zu einzelnen Kristallen mit einer Größe in dem Bereich von ungefähr 10 bis 50 Nanometer.
Die Emissionseigenschaften und die Daten für den elektrischen Strom gegenüber der elektrischen Feldstärke der erfindungsgemäß hergestellten Schichten zeigen, dass die "Einschalt-"Spannung sehr niedrig ist (es gibt Muster mit elektrischen "Einschalt-"Feldern von ungefähr 3 V/μm bis 4 V/μm). Die Stromdichte steigt rasch auf ungefähr 1000 A/m² (100 mA/cm²). Die Emissionsbereiche sind unter einem Anodendraht angeordnet. Um eine bessere räumliche Gleichmäßigkeit der Emission zu erreichen, wird die Anode oder das Substrat mit einer Frequenz von 1 Hertz bis 100 Hertz vorwärts und rückwärts bewegt. Als Ergebnis werden Schichten mit einer homogenen Verteilung des Emissionsstromes erhalten.
Die Erfindung gibt die Möglichkeit, eine Abscheidung sowohl auf dielektrischen als auch auf leitfähigen Substraten vorzunehmen. Bei der Abscheidung auf dielektrisch leitfähigen Substraten ist es möglich, eine "Stromab"-Konfiguration zu verwenden.
Das Abscheidungsverfahren auf Metallen besitzt aufgrund unterschiedlicher chemischer Aktivitäten von Metallen und Silizium einige andersartige Stufen. Die Kammer wird auf einen Druck von 13 mPa bis 130 mPa (10^–4 bis 10^–5 Torr) ausgepumpt. Dann wird Wasserstoff in die Kammer bei einem Druck zwischen ungefähr 7 kPa und ungefähr 40 kPa (ungefähr 50 Torr und ungefähr 300 Torr) eingebracht.
Die gewünschte Spannung für den Durchschlag und die Aufrechterhaltung der Entladung wird zugeführt. Das Substrat wird auf eine gewünschte Temperatur (700°C bis 900°C) aufgeheizt. Der Schritt der Oxidentfernung ist nicht erforderlich. Dann wird das Methan der Gasströmung zugegeben, um eine Methankonzentration von ungefähr 3% bis ungefähr 8% zu erreichen.
In dieser Stufe wächst eine Diamantschicht auf der Oberfläche. Die Abscheidungsgeschwindigkeit der Schicht liegt bei bis zu 10 μm/h bis 20 μm/h. Aufgrund der hohen Geschwindigkeit der Bildung der Carbidschichten für Metalle wie etwa Mo, W, Ta ist es nicht erforderlich, eine getrennte Stufe für die Bildung von Carbidschichten vorzusehen.
Nachdem die Schicht bis zu der gewünschten Dicke (ungefähr mehrere Mikrometer) abgeschieden ist, besteht der Gaszustrom wiederum nur noch aus Wasserstoff. Dies ist ein Schritt der Temperung zum Entfernen einer Graphitschicht von der Substratoberfläche.
Als ein Ergebnis wird eine Diamantschicht mit Eigenschaften ähnlich den oben beschriebenen gebildet.
Als ein Ergebnis der Diamantschichtabscheidung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wächst eine nanokristalline Diamantschicht auf. Es wurde gezeigt, dass diese nanokristalline Struktur zu der Herstellung von Diamantschichten mit verbesserten (Rekord) Emissionsstromdichten, Emissionsdurchbrüchen, Dichten von Emissionsstellen führt.
Die Erfindung besitzt gewerbliche Anwendbarkeit und führt zu einem CVD-Verfahren zum Bilden von hocheffektiven Schichten zur Verwendung bei der Feldemission von Elektronen. Dieses Verfahren gibt die Möglichkeit, Schichten auf Silizium, leitfähigen und dielektrischen Substraten abzuscheiden.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Diamantschichten können zur Herstellung von Flachbildschirm-Anzeigen, in der Elektronenmikroskopie, bei der Mikrowellenelektronik und einer Reihe von weiteren Anwendungen eingesetzt werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Diamantschichten mittels Gasphasensynthese (Chemical vapour deposition), aufweisend – die Aufrechterhaltung einer Gleichstrom-Glimmentladung in einem Strom aus Wasserstoff in einem Entladungsspalt zwischen einer Kathode und einer Anode, – das Aufheizen eines Substrates auf die Abscheidungstemperatur, – das Zumischen von kohlenstoffhaltigem Gas in den Strom aus Wasserstoff, – die Abscheidung einer Diamantschicht in der Mischung aus Wasserstoff und dem kohlenstoffhaltigen Gas, und – die Entfernung der überschüssigen Graphitphase in einer Entladung in dem Wasserstoffstrom, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat auf eine Temperatur von 700°C bis 900°C aufgeheizt wird, dass die Abscheidung der Diamantschicht bei einer Stromdichte von 3000 bis 20000 A/m² (0,3 bis 2 A/cm²) vorgenommen wird, und dass die Abscheidung der Diamantschicht bei einer Konzentration des kohlenstoffhaltigen Gases in der Gasströmung von 3 bis 10% erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das kohlenstoffhaltige Gas Methan mit einer Konzentration in der Gasströmung von 3% bis 8% ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidung der Diamantschicht auf einem Substrat auf einem geerdeten oder isolierten Substrathalter außerhalb des Entladungsspaltes in einer Entfernung von 0,1 mm bis 5 mm entfernt von einer Anode durchgeführt wird, und dass die Anodentemperatur 1200°C bis 2000°C beträgt und die Methankonzentration in der Gasströmung 3% bis 8% beträgt, bis die gewünschte Schichtdicke erreicht wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat dielektrisch oder leitend ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode aus einem Molybdändraht von 0,1 mm bis 1 mm Dicke hergestellt wird, der ein Gitter mit Abständen von 1 mm bis 3 mm bildet.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidung der Diamantschicht auf einem auf einer Anode platzierten leitfähigen Substrat bei einer Methankonzentration in der Gasströmung von 3% bis 8% vorgenommen wird, bis die gewünschte Schichtdicke erreicht wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, – dass die Ablagerung der Diamantschicht auf einem Siliziumsubstrat erfolgt, in welchem vor der Schichtabscheidung ein vorhandenes Oxid aus der Substratoberfläche in einer Wasserstoffströmung entfernt wird, – dass dann eine Siliziumcarbidschicht während 10 bis 20 min auf der Substratoberfläche, aufgrund einer Zumischung von 7% bis 12% an Methan in die Gasströmung gebildet wird, und – dass die Abscheidung einer Diamantschicht dann sequentiell bei einer Methankonzentration in der Gasströmung von 3% bis 8% durchgeführt wird, bis die gewünschte Schichtdicke erreicht ist.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernung des vorhandenen Oxides während 10 bis 20 min in einer Wasserstoffströmung bei einer Entladestromdichte von 3000 bis 20000 A/m² (0,3 bis 2 A/cm²) vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildung der Siliziumcarbidschicht bei einer Entladestromdichte von 3000 bis 20000 A/m² (0,3 ibs 2 A/cm²) erfolgt.